水稻D1基因新等位突变的鉴定与功能分析

作     者：高郡茹 权弘羽 袁刘珍 李钦颖 乔磊 李文强 

作者机构：西北农林科技大学生命科学学院 

出 版 物：《中国水稻科学》 (Chinese Journal of Rice Science)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金项目（32070197） 国家级大学生创新创业训练计划（S202110712667） 

主　　题：株高 矮化 D1基因 d1-11突变体 植物激素 干旱胁迫 

摘      要：【目的】株高是作物重要的农艺性状，挖掘株高控制基因并解析其分子功能，可为作物高产育种提供更多有用的基因资源。【方法】利用EMS诱变水稻日本晴获得的矮化突变体d1-11为材料，进行表型和细胞学观察，通过图位克隆的方法鉴定d1-11基因并对基因表达、激素含量和抗旱性进行了分析。【结果】 d1-11突变体表现为植株矮化、叶片变短变宽和籽粒形态变圆表型；d1-11突变体叶片中脉萎缩、大脉和小脉数量和面积减少，导致d1-11突变体叶形态变异。d1-11基因被定位到水稻第5号染色体R5M15.2和R5M15.8两个分子标记之间；图位克隆表明d1-11突变体中D1基因第11外显子和内含子交界处单碱基替换导致基因功能缺失。D1基因在苗期各组织中表达量较高，从分蘖期开始表达量降低；外源脱落酸 (ABA) 处理24小时后诱导D1基因表达，外源赤霉素 (GA) 处理抑制D1基因表达，盐胁迫处理24小时诱导D1基因剧烈上调表达。d1-11突变体植株GA、油菜素内酯 (BR) 和生长素 (IAA) 等激素含量均上升，叶片相对含水量上升、叶片失水速率降低，植株对干旱胁迫抗性显著增强。【结论】鉴定到水稻D1基因新等位突变d1-11，发现d1-11突变体多种内源激素水平上升、叶含水量增加、植株对干旱胁迫抗性增强。本研究进一步丰富了水稻矮化基因资源并揭示D1基因新的生物学功能。